[发明专利]分体式角度编码器的调制盘及其安装总成和安装方法

说明书

本发明涉及一种分体式角度编码器的调制盘，用于安装在旋转轴的轴端面上，调制盘的外部轮廓呈圆片状或圆柱状，垂直于调制盘的轴线的其中一个圆形端面作为调制盘的安装面；调制盘上还开设有一贯穿调制盘两个圆形端面的中心孔，并且中心孔的横截面形状关于圆形端面的圆心中心对称，中心孔的内侧面用于与安装在轴端面上的偏心螺钉的螺帽抵紧配合，以通过旋转偏心螺钉来调整调制盘的轴线与旋转轴的轴线之间的偏心量；环绕中心孔的周向开设有多个供紧固件穿过的调制盘安装孔，以能够通过紧固件将安装面固定于轴端面上，本发明可大大提高调制盘的安装效率和安装精度。本发明还涉及一种分体式角度编码器的调制盘安装总成及调制盘安装方法。

技术领域

本发明涉及角度编码器设计生产技术领域，特别涉及一种分体式角度编码器的调制盘、调制盘安装总成及调制盘安装方法。

背景技术

编码器是一种利用光电转换效应，将输出轴上的几何位移量转换成为脉冲或者数字量的传感器，具有结构紧凑、稳定性强、精密度高等特点。误差大于±20″的编码器称为旋转编码器，误差小于等于±20″的编码器称为角度编码器，角度编码器广泛应用于数控转台、测量设备、天文望远镜、齿轮测量机等高准确度及高角度分辨率的场合，分体式角度编码器具有结构小巧、无内置轴承、转动惯量低等优点，因而广受用户青睐。分体式角度编码器通常包括调制盘和读数头，调制盘安装在待测设备(或称为安装设备)的旋转轴上，读数头安装在待测设备的固定件上，调制盘包括但不限于光栅调制盘、磁栅调制盘以及齿轮调制盘，调制盘、读数头以及发光组件共同配合完成角度测量。

在高准确度、高分辨率要求的设备中，测量系统准确度是衡量设备性能的主要指标，按照误差来源来讲，影响角度编码器准确度的主要误差源是调制盘的中心与被测设备的旋转轴中心的偏心量，以光栅调制盘为例：光栅的刻划中心与被测设备的旋转中心的偏心量e，该偏心量e(单位为μm)与测量准确度Δψ(单位为″)存在如下关系：Δψ＝±412e/D，其中D(单位为mm)为光栅刻划直径，由该公式可以看出，若要保证角度编码器具有较高的准确度，则需尽量减小光栅的刻划中心与被测设备的旋转中心的偏心量e。

角度编码器的光栅一般分为钢鼓式光栅和玻璃光栅，钢鼓式光栅(简称钢鼓光栅)的材质为金属，一般呈圆柱状，其光栅刻划线位于圆柱的外侧面上；玻璃光栅通常呈圆片状，其光栅刻划线位于圆片的圆形端面上。以下首先对目前的钢鼓式光栅的安装方式进行介绍：

方式(1)：请参考图1，读数头01安装在电机壳体的内腔中，旋转轴的端部设置有转轴锥面04，转轴锥面04下部为沿转轴径向凸出的安装盘，钢鼓光栅02的中心孔为与转轴锥面04配合的光栅锥面05，钢鼓光栅02套装在旋转轴上以使光栅锥面05与转轴锥面04配合，均布在钢鼓光栅02圆周方向上的定位螺钉03旋入安装盘内之后将钢鼓光栅02压紧在转轴锥面04上。

该种方式中钢鼓光栅02仅靠光栅锥面05与转轴锥面04之间的摩擦力固定，由于需要使用定位螺钉03的力矩来调整光栅的位置，因而定位螺钉03的锁紧力矩受限，无法使用高锁紧力矩，且不能使用弹簧垫圈进行防松，这导致光栅锥面05与转轴锥面04之间的摩擦力有限，再加上钢鼓光栅02本身转动惯量较大的缘故，在高速、高加速度或者具有一定冲击振动时，钢鼓光栅02容易产生位移，导致角度编码器的测量精度改变；

方式(2)：请参考图2，读数头01安装在电机壳体的内腔中，钢鼓光栅02与旋转轴采用端面连接的形式，使用敲击装置06手动调整光栅的径向偏心(即光栅的刻划中心与被测设备的旋转中心的偏心量e)，然后通过定位螺钉03将钢鼓光栅紧固在旋转轴的端部，然而手动敲击力度难以控制，误差较大、敲击过程容易损坏光栅、并且敲击调整过程需要耗费大量的时间，安装效率很低；对于安装深度较大的光栅而言，敲击装置06甚至没有布置空间，根本无法通过手动敲击的方式来调整光栅的偏心量；

然后对目前的玻璃光栅的安装方式进行介绍：